微生物所高程/魏鑫丽团队联合揭示地衣共生伙伴间水平基因转移规律

水平基因转移是驱动生态进化的重要过程，但此前对其在地衣共生体系中的发生及功能意义认识有限。近期，中国科学院微生物研究所高程和魏鑫丽团队围绕地衣共生伙伴间的水平基因转移开展系统研究，相关研究成果以“Inter‑symbiont horizontal gene transfer and functional partitioning in globally sampled lichen metagenomes”为题发表在 Nature Communications上。⁠

团队合作开展了近百种地衣的宏基因组测序，拓展了全球地衣宏基因组数据集在中国与南极地区的数据样本，并通过宏基因组分箱获得地衣共生真菌、藻类及其共栖细菌的基因组草图。结合质量控制、系统发育分析、基因组插入位点分析及PCR验证等手段，从约160万个预测基因中鉴别出1882个潜在的水平转移获得基因，其中大多数推定来源于细菌。在这些基因中，31个涉及地衣共生真菌与藻类之间的潜在转移，首次从基因组层面为Ahmadjian在1991年提出的地衣菌藻间基因交流假说提供直接证据。进一步分析发现，地衣真菌和藻类通过水平转移获得的基因在功能构成上存在差异：地衣型真菌中的相关基因更多涉及细胞结构构建、转录与防御；光合共生体中的相关基因则更多涉及氨基酸转运与代谢、信号转导及翻译，提示水平基因转移可能参与共生伙伴的功能分化。⁠

中国科学院微生物研究所博士研究生张雅然为论文第一作者，微生物研究所高程研究员和魏鑫丽项目研究员为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中国载人航天工程空间应用系统及北京市自然科学基金等项目支持。⁠

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-79043-1

地衣型真菌与光合共生体之间的水平基因转移反映了共生伙伴之间的功能分化与互补